“超级高铁”来了 美国“超级环”推进系统测试成功

2019-10-13 20:02:53

大西洋时间本周二下午 1 30 分(北京时间周三凌晨),艾伦·马斯克终于对外揭晓了“超级环”( Hyperloop ,也被译作“胶囊高铁”)的设计方案。马斯克认为,“超级环”将成为飞机、轮船、火车和汽车之后的“第五类交通工具”。


一、前所未有的旅行体验

在一份 57 页的 PDF 文件中,他概述了“超级环”的工作原理和特点。他总结,“超级环”的优点包括更安全、更快速、造价更低廉、更便捷、不受天气因素影响、节能环保、抗震、不会对沿线造成任何影响。


他认为“超级环”最适合的运输里程在 900 英里(约合 1450 公里)以内,如果乘客的旅程超过这个距离,最好乘坐超音速喷气式飞机—可能是他的下一个开发目标。


据他透露,这种新型交通工具的灵感来源于过去老式办公楼各楼层间传送邮件或包裹的气压输送管。


马斯克否定了之前一些对“超级环”工作原理的推测。他说,在真空密封环境下磁力是无法运行的,要想把上千公里的管道全部真空密封也非常困难。气压输送管道也行不通,因为让空气在长达上千公里的管道里以接近音速的速度传送会产生巨大的摩擦力,非常不切合实际。他建议使用一种低压(甚至是接近无压力)的系统,让普通的气泵就能轻松地解决漏气问题,运输舱也能应付各种空气密度,并保持舱内舒适。


运输舱行驶的管道将使用钢铁材料。两条管道将并排焊接在一起,让两个运输舱能双向行驶。管道将建在地下和地上桥塔上,每座桥塔的距离在 30 米。管道顶部将安装太阳能电池板,为整个系统提供所需的能源。


二、富有竞争力的价格

在洛杉矶与旧金山,每隔两分钟就有一个运输舱驶出(在使用高峰时段,发车间隔可缩短至 30 秒),两个运输舱在管道内的距离在 37 公里左右,每个运输舱可运载 28 名乘客。目前,旧金山与洛杉矶间的高铁旅行时间为两小时 38 分钟,乘飞机旅行时间为 1 小时 15 分钟,开车需要 5 小时 30 分钟。 单程高铁票价达 105 美元,往返航班价格为 158 美元,开车往返两市的费用为 115 美元。而“超级环”在 20 摄氏度的环境下,最高时速可达每小时 1220 公里,每人每次旅行只需 20 美元左右。在规划中的洛杉矶与旧金山间的线路上,“超级环”每小时可以运载 840 名乘客。按照目前的底线估计,高峰时间需要 40 个运输舱,运输舱内部将设置超舒适的座椅,运输舱内壁上将播放优美的风景,每位乘客都能享受到个人专属的娱乐设备。每位乘客每次乘坐仅限携带两包行李,总重不能超过 50 千克。


他估计,“超级环”的造价最高不过 75 亿美元。这笔钱是包括了客货综合运输的费用,如果只有客运,他估计 60 亿美元就足够了。其中运输舱和线性电机要花几亿美元,整条管道要花几十亿美元。相比之下,加州高铁工程的总投资预计将达 700 亿到 1000 亿美元。


三、在管道中穿梭的“豆子”


依照管道内壁的设计, 28 条空气支撑板会把“超级环”的运输舱托在半空中。这些空气支撑板长 1.5 米,宽 0.9 米,能够承受整个运输舱的重量,对其进行压力缓冲,与地面保持 0.5 1.3 毫米的距离。空气支撑板下的最大压力只要达到 9.4 千帕就能让运输舱悬在半空—相当于海平面大气压的 9% 。空气支撑板将空气压缩成稀薄的气膜所使用的是外部增压和航空动力学两项原理。



这两个原理存在一定风险,因为运输舱(或者叫豆荚式运输舱)在含有空气的管道中高速运行时,运输舱和管道之间需要存在最小的面积比例,一旦低于这个比例,空气就没法流通。说白了,如果运输舱和管道离得太近,运输舱就会像注射器一样,必须倒退回去,重新出发。马斯克对此的解决办法是在运输舱前面安装一部压力通风机,不停地把压缩空气从车厢前面抽到后面,就像是在注射器前面装了一个气泵,把压力释放出去。

四、突发问题

如果在“超级环”上突发心脏病或是其他不那么严重的疾病,该怎么办?由于整个旅行时间不过 30 分钟,所以挺着吧!为了以防万一,每个运输舱上配备了能与车站值班员取得联系的无线电设备,如果乘客出现突发情况,可以向站台求助。


高速铁路系统即使设有地基,在地震来临时也会遭受影响,需要频繁地设置伸缩缝才能解决热胀冷缩和陆地轻微、剧烈的移动问题。为了解决这一问题,“超级环”管道将会修建在桥塔上,而桥塔内将配备横向和垂直可调节减震器,这样管道就不会僵硬地固定在地面上。一旦发生地震,管道和桥塔还能吸收地壳运动,不会受到晃动的干扰。车站将配备伸缩管道,解决整条管道高度变化的问题。


由于旅行用时仅有半小时,因此“超级环”运输舱上很可能不会设有卫生间。


五、“超级环”的第一次"测试"

据CNBC美国当地时间5月11日报道,基于埃隆·马斯克的创意,美国创业公司Hyperloop One的超级高铁推进系统首次户外测试。


在测试中,3米长的实验“滑车”在铺设好的轨道上运行了2秒钟,最终速度达到400英里每小时后(约合640公里/小时),撞击到91米外的沙堆减速停车。据悉,此次推进系统测试位于拉斯维加斯北边的内华达沙漠。


如果按照最终设想,超级高铁将在密闭真空管道或低压管道中行驶,时速最高可达760英里(约合1230公里/小时)。不过Hyperloop One的首席执行官罗布·劳埃德(Rob Lloyd) 表示,全面的测试需要等到2016年年底进行。


六、此次交通革命的“主人公”

1981年,10岁的马斯克就拥有了自己的第一台电脑,并且学会了软件编程。
1983年,12岁的他成功设计出一个名叫“Blastar”的游戏,并为这款商业软件开出了500美元的价格。
1988年,17岁的他去了加拿大,而他的最终梦想地则是美国。
1992年,他靠奖学金进入了 宾夕法尼亚大学


埃隆·马斯克(Elon Musk)工程师、慈善家、PayPal贝宝(最大的网上支付公司)、Spacex太空探索技术公司、环保跑车公司特斯拉(Tesla)以及SolarCity四家公司的CEO。SpaceX太空探索技术公司首席执行官兼首席技术官,环保跑车公司特斯拉(Tesla)产品设计师。



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